Elle débute en 2002 en tant qu'idole japonaise, membre du groupe féminin de J-popSprings, qui se sépare en 2003. Elle est surtout connue depuis 2006, quand elle fut choisie pour incarner la voix de Haruhi Suzumiya, la protagoniste de la série d'anime Suzumiya Haruhi no yūutsu, la popularité de la série est telle qu'elle augmenta également la popularité d'Hirano et lança sa carrière. Son singleBōken desho desho?, contenant le thème du générique du début de la série, fut épuisé le jour de sa sortie au Japon.
S'ensuivent le travail de seiyū de deux personnages principaux d'anime basés sur des mangas: Reira dans Nana et Misa dans Death Note.
Sa popularité grandissante est confirmée aux premiers Prix seiyū, où elle gagna le prix de meilleur espoir féminin pour son travail dans Suzumiya Haruhi no yūutsu; le même rôle lui valut le prix de meilleur personnage principal féminin. À la même cérémonie elle fut nommée pour meilleur second rôle féminin, ainsi que deux fois pour meilleur single (dont le soloBōken desho desho?, l'autre étant pour le single Hare hare yukai).
Sa popularité a arrêté de croître à la suite de plusieurs scandales et un acharnement médiatique contre elle en 2011.
Elle annonce le 3 janvier 2024 son mariage avec l'acteur Masashi Taniguchi[1]. Le 11 septembre 2024, elle annonce suite à un rapport du magazine Bunshun sur leur relation, qu'elle discute avec Masashi et des avocats un prochain divorce par consentement mutuel pour cause de violences conjugales[2],[3].
Psycho détective à personnalité multiple Retour de Kazuhiko Amemiya (2000, WOWOW ) - Rôle de Lolita °C
65e anniversaire de la naissance de Sazae-san Nouvel An Spécial Sazae-san (Janvier 2011, 1, Fuji TV ) -Future Kaori
Muse Mirror (1er janvier 2012-14 juin, Nippon Television ) - Urara Ayabuki
Est-ce une idole neuf!? (1er janvier 2012-11 mars, NTV) -Mari Gonda
Police des enfants (6 juin 2012, SCT ) - Maiko Hayashi
L'homme courageux Yoshihiko et la clé de l'esprit maléfique (10 octobre 2012, TV Tokyo ) - en tant qu'allié
Monday Golden Tax Inspector, Taro Window's Case Book 25 (7 juillet 2013, TBS) -Erina Fukudome
Urero☆Infinite Girl (1er janvier 2016, TV Tokyo) -Reika
Voice Spring! (4 avril 2021-29 juillet, NTV) - Rôle Iwao
La naissance d'une héroïne! Femmes dramatiques "Singer Minako Honda x Aya Hirano" (12 décembre 2022, NHK General Television ) -Minako Honda (Également apparue dans la partie documentaire)
Jouer une vie (31 mars 2023, Fuji TV)
Écoutez les vagues (4 avril 2023 -, TV Asahi) - Madoka Kayashiro
Singles
Breakthrough (2006) — thème du générique du début de Finalist (jeu vidéo PS2)
Bouken desho desho? (2006) — thème du générique du début de Suzumiya Haruhi no Yūutsu
Hare Hare Yukai (2006) — thème du générique de fin de Suzumiya Haruhi no Yūutsu
Suzumiya Haruhi no Tsumeawase (2006) — chanson de Suzumiya Haruhi no Yūutsu
Haruhi Suzumiya Character Single (2006)
Ashita no Prism (2006)
Saikyo Pare Parade (2006)
Mei Etô character single (2006)
Sanae Nakajima character single (2006)
Misa No Uta (2006) -- Chanson de l'épisode 25 de Death Note
Motteke! Sailor Fuku (2007) — thème du générique de début de Lucky ☆ Star
LOVE★GUN (2007)
NEOPHILIA (2007)
MonStAR (2007)
unnamed world (2008)
Set me free/Sing a Song! (2009)
Super Driver (2009) — thème du générique de début de Suzumiya Haruhi no Yūutsu 2nd season
Tomare! (2009) — thème du générique de fin de Suzumiya Haruhi no Yūutsu 2nd season
Haruhi Suzumiya New Character Single (2009
Hysteric Barbie (2010)
~This Place~ (Nichijō sanka This Place) - thème du générique de fin de Fairy Tail (OAV 1 à 3)
Happy Tale avec Sayaka Ohara et Satomi Satō - thème du générique de fin de Fairy Tail (OAV 4 à?)